Dans le cadre de l’approche intégrée de generizon, la digestion anaérobie en flux piston (plug-flow AD) est considérée comme une technologie clé pour le traitement et la valorisation des Déchets Ménagers et Assimilés (DMA), et plus particulièrement de leur Fraction Fermentescible de ces ordures ménagères (FFOM). Cette solution est particulièrement adaptée aux caractéristiques des déchets au Maroc, qui présentent généralement une teneur élevée en eau et une proportion importante de matière organique (MO).
Alors que le réacteur agité en continu (CSTR) cible les matières organiques propres collectées à la source auprès de partenaires industriels ou commerciaux, le voie de la digestion anaérobie de type réacteur en flux piston s’intéresse à la fraction fermentescible /organique extraite des déchets ménagers et assimilés mélangés, en acceptant la présence d’impuretés. En traitant les déchets dès leur arrivée à la décharge, cette solution prend en compte la réalité logistique des flux mixtes tout en maintenant un engagement fort pour la production d’énergie durable.
Dans cette chaîne de valeur, les DMA entrants passent d’abord par une installation de tri, telle qu’une usine de tri et de valorisation (Material Recovery Facility – MRF) ou une installation de traitement mécano biologique (TMB). Ces infrastructures constituent un élément central de la stratégie nationale de gestion des déchets au Maroc, portée par le Programme National des Déchets Ménagers (PNDM) et la Stratégie Nationale de Réduction et de Valorisation des Déchets (SNRVD). Ces initiatives visent à renforcer la chaîne « tri–recyclage–valorisation » et à augmenter le taux de recyclage, avec un objectif d’environ 20 % du total des recyclables.
La digestion anaérobie en flux piston complète ainsi les installations de tri existantes en y intégrant la dimension biologique, transformant ces sites en véritables TMB intégrés et permettant une valorisation maximale de la fraction organique.
centre de tri des déchets (Material Recovery Facility – MRF).
Après la réception des DMA dans un hangar de déchargement, sur une plateforme en béton ou dans une fosse, le processus de tri combine généralement des étapes mécaniques et manuelles pour retirer les éléments qui sont valorisable pour la filière de recyclage, tels que les objets plats (journaux, magazines, cartons laminés, etc.) et les objets creux (bouteilles et contenants en plastique, briques alimentaires, etc.), mais inadapté pour la digestion anaérobie.
Plusieurs étapes de criblage permettent de séparer la fraction fermentescible (FFOM), qui est ensuite dirigée vers l’étape de traitement biologique, comme le compostage ou la digestion anaérobie en flux piston (Plug-Flow AD). Jusqu’à présent au Maroc, cette fraction était sans exception acheminée vers les casiers d’enfouissement.
La fraction restante subit un tri mécanique à l’aide d’équipements tels que les séparateurs magnétiques, trieurs optiques ou séparateurs à courants de Foucault, afin de récupérer les matériaux recyclables (plastiques, métaux, papier). La fraction combustible non recyclable, à pouvoir calorifique élevé (plastiques non recyclables, textiles, etc.), est orientée vers la production de CSR (Combustible Fossile de Récupération). Le RDF représente un combustible alternatif particulièrement populaire, notamment pour alimenter les fours à ciment.
La fraction de déchets provenant du tamis rotatif (trommel) représente la Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM avec impuretés), qui, dans l’approche intégrée de generizon, est dirigée vers la digestion anaérobie en flux piston (plug-flow). Elle y est convertie en biogaz et énergie de manière très efficace, permettant la récupération d’une quantité de méthane nettement supérieure à celle que l’on pourrait obtenir avec les systèmes classiques de l’extraction du gaz des décharges.
Après la digestion anaérobie, le digestat brut, plus solide que celui provenant des réacteurs agités en continu (CSTR) et contenant des impuretés telles que plastiques et papiers, est soumis à un séchage solaire. Ce processus permet de produire un second CSR, avec pouvoir calorifique inférieur plus faible mais constituant un combustible alternatif de important plan pour l’industrie cimentière.
Cette stratégie contribue à soutenir cette industrie très énergivore en réduisant ses émissions de CO₂ liées à l’énergie, grâce à l’utilisation de combustibles alternatifs pour la production de chaleur dans les fours à ciment. Par ailleurs, les cendres issues de la combustion sont valorisées comme clinker alternatif, l’un des composants majeurs du ciment, ce qui contribue directement à la diminution des émissions de CO₂ liées aux Procédés Industriels et Utilités des Produits (PIUP) dans la fabrication du clinker.
digestion anaérobie dans un réacteur en flux piston.
La Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM) après criblage ou passage au trommel est toujours fortement contaminée, contenant des plastiques, du papier, ainsi que d’autres matériaux étrangers comme le verre, le fer, les boîtes de conserve, etc. Cette FFOM doit donc être triée une seconde fois avant d’être introduite dans le réacteur en flux piston plug-flow afin de réduire au maximum les impuretés.
Digestion anaérobie à haute matière sèche – high solids AD (HSAD).
Le réacteur à flux piston est une technologie de digestion anaérobie à haute matière sèche, conçue pour le traitement sec ou semi-sec des déchets organiques. Bien qu’elle soit moins répandue que les systèmes de digestion humide, cette technologie est particulièrement efficace, car elle permet une conversion plus complète du carbone grâce à une quasi séparation des différentes phases de digestion bactérienne.
Dans ce processus, les déchets organiques sont alimentés en continu à l’entrée du digesteur, et la biomasse progresse lentement à travers le réacteur selon un mouvement piston (plug-flow), entraîné par l’ajout régulier de matière fraîche.
Le digesteur est généralement de forme rectangulaire et horizontale, équipé de mélangeurs horizontaux installés à intervalles réguliers. Ces mélangeurs assurent deux fonctions principales : Ils assurent une mélange homogène du substrat tout en le faisant avancer de manière continue vers la sortie pendant toute la durée de rétention.
Grâce à ce mode de fonctionnement et à sa géométrie, le plug-flow offre de nombreux avantages. Les quatre phases de la digestion anaérobie — hydrolyse, acidogénèse, acétogénèse et méthanogenèse — se déroulent successivement le long du réacteur, avec une recirculation interne limitée, ce qui améliore l’efficacité de l’inoculation. Le système limite le mélange entre les substrats frais et les plus anciens, assurant à chaque phase de dégradation un temps de rétention idéal pour un traitement efficace. Cela se traduit par une décomposition plus complète de la matière organique, une stabilité accrue du processus et une conversion du carbone en biogaz et méthane plus efficace.
La technologie de digestion anaérobie en flux piston constitue ainsi une solution particulièrement adaptée au traitement de la FFOM, comme celle provenant des centres de tri au Maroc. Dans l’approche intégrée proposée par generizon, le traitement biologique par le réacteur plug-flow représente un élément clé et complémentaire pour valoriser efficacement cette fraction organique/fermentescible.
séchage solaire.
Le séchage thermique est un procédé de traitement intermédiaire conçu pour des matériaux à teneur élevée en eau. En évaporant l’eau contenue dans le matériau, ce procédé permet de réduire considérablement son volume et son poids, ce qui facilite sa manipulation, son transport et sa valorisation ou récupération ultérieure.
Cette technologie est largement utilisée pour les boues d’épuration issues des stations d’épuration (STEP), y compris au Maroc. Les boues arrivent généralement à l’étape de séchage avec une teneur en matière sèche de l’ordre de 20 à 25 %, ce qui est comparable à la matière sèche du digestat issu de la digestion anaérobie de la Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM). Le séchage thermique s’avère donc également pertinent pour la gestion du digestat.
Plusieurs technologies de séchage existent (mécanique, sur bande, tambour ou autres systèmes thermiques), mais le climat chaud et sec du Maroc et son fort ensoleillement rendent le séchage solaire particulièrement intéressant. Cette solution est économique et économe en énergie, surtout lorsqu’elle est intégrée à des installations de valorisation énergétique ou de digestion anaérobie.
Même si la digestion anaérobie à haute matière sèche et le séchage solaire permettent de traiter efficacement la FFOM, le digestat obtenu contient souvent des plastiques résiduels et des matières inertes, ce qui le rend impropre à l’utilisation agricole. Cependant, ce matériau reste une ressource précieuse.
Plutôt que d’être acheminé vers la décharge, ce digestat peut être valorisé sous forme de CSR de qualité inférieure. Dans des industries telles que la production de ciment, il constitue un substitut efficace, largement neutre en émissions, aux combustibles fossiles, transformant ainsi un sous-produit contaminé en une source d’énergie utile.
Combustible Solide de Récupération – CSR.
Les Combustibles Solides de Récupération – CSR (Refuse Derived Fuel – RDF) sont des combustibles dérivés des déchets solides, composés principalement de plastiques, papiers, textiles et matière organique fine. En raison de leur pouvoir calorifique élevé, les CSR sont généralement destinés à des applications de valorisation énergétique, notamment la co-incinération ou d’autres procédés thermiques. Les fours à ciment constituent un débouché privilégié pour la co-incinération des CSR aux côtés d’autres combustibles.
Dans l’approche intégrée de generizon, le CSR est produit à deux niveaux :
- Premièrement, via le centre de tri (MRF/MBT), un CSR à pouvoir calorifique élevé (16-19 MJ/kg de CSR préparé), composé principalement de carbone fossile.
- Deuxièmement, après le séchage du digestat issu de la digestion anaérobie de la FFOM, un CSR à pouvoir calorifique plus faible (12-14 MJ/kg de CSR préparé), composé essentiellement de carbone biogénique.
generizon a lancé des recherches sur cette seconde forme de CSR, produite à partir du digestat d’un réacteur en flux piston (plug-flow) traitant la FFOM. Avec une teneur initiale en matière sèche (MS) de 20 à 25 %, le digestat nécessite une réduction significative de l’humidité. Le séchage solaire thermique permet d’augmenter efficacement le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI), produisant ainsi un combustible adapté aux caractéristiques énergétiques requises.
Grâce à cette approche, le produit de la digestion anaérobie de la FFOM — même lorsqu’il est contaminé — est transformé en vecteur énergétique de valeur. Le digestat séché est comparable aux boues séchées des stations d’épuration (en ce qui concerne le PCI), déjà utilisées comme CSR dans l’industrie cimentière, contribuant ainsi à la substitution des combustibles fossiles et aux efforts de décarbonation. Ce digestat séché contient essentiellement du carbone biogénique.Ce modèle permet de soulager considérablement les décharges urbaines, s’inscrivant parfaitement dans les objectifs d’économie circulaire et d’énergies renouvelables. En intégrant ces processus, generizon répond directement aux enjeux de gestion des déchets au Maroc, tout en réduisant drastiquement le besoin en capacité supplémentaire de stockage en décharge.
recyclables.
Dans la centre de tri (MRF/MBT), la Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM) est d’abord séparée à l’aide du trommel et d’autres équipements, afin de la préparer comme substrat de haute qualité pour le réacteur en flux piston (plug-flow). D’autres systèmes peuvent être utilisés à cette étape selon la conception de l’installation et la composition spécifique des déchets : séparateurs magnétiques pour les métaux ferreux, séparateurs à courant de Foucault pour les métaux non ferreux, classificateurs aériens pour les matériaux légers, trieurs optiques pour les plastiques, et tamis vibrants pour les particules fines.
Les déchets restants sont ensuite dirigés vers le tri manuel, où un large éventail de matériaux recyclables est récupéré, comprenant :
- Plastiques : bouteilles et contenants en PET et HDPE, films d’emballage en polyéthylène basse densité (LDPE) ;
- Papier et carton ;
- Métaux : aluminium et acier ;
- Verre ;
- Déchets électroniques (e-waste), incluant petits appareils et cartes électroniques.
Les matériaux récupérés sont ensuite compactés et envoyés vers différentes filières de recyclage, générant des flux secondaires de valeur :
- Papier et carton : envoyés aux papeteries pour la fabrication de produits recyclés ;
- Plastiques (PET, HDPE) : transformés en nouveaux emballages, bouteilles ou en textiles ;
- Métaux : fondus et réutilisés dans l’industrie ;
- Verre : refondu pour produire de nouvelles bouteilles, des granulats pour la construction ou de la fibre de verre ;
- Déchets électroniques : traités dans des installations spécialisées pour la récupération des métaux et composants.
Après le tri et la récupération des matériaux recyclables, le reste des déchets, principalement plastiques non recyclables, textiles et matières organiques de faible qualité est transformé en CSR, prêt à être valorisé énergétiquement.
